所有模拟夜视设备共享几个主要组件，包括物镜、目镜、电源、图像增强光电阴极和光电倍增管。后两者组合通常称为图像增强管。

增强图像

毫无疑问，真正的魔法在于图像增强管——用非常基本的术语来说——吸收光子（光能）并释放电子（电能），然后以图像的形式再次转换成光。

下面让我们更深入地了解它的实际运作方式。

任何夜视设备的前端都有一个物镜，其作用是收集环境中的红外能量，然后将其输送到电子驱动的图像增强管。

这些光子通过光电阴极，光电阴极将它们转化为电子。这些电子移动到微通道板 (MCP)，在那里它们通过撞击微通道壁时产生的电和化学链反应被放大数千倍。这些有效增压的电子然后猛烈撞击涂有磷光体的屏幕，在那里它们达到激发态，释放光子或可见光，可以通过目镜观察。

图像将显示为您正在观察的场景的清晰放大再现，但以绿色和黑色色调的组合出现。

数字夜视设备的操作与模拟设备不同，因为进入物镜的光被互补金属氧化物半导体传感器 (CMOS) 或电荷耦合器件 (CCD) 类型的图像传感器转换为数字信号，这些技术与所有数码相机中使用的技术相同。

数字图像经过多次增强，然后才能在设备显示屏上查看。CMOS 或 CCD 传感器像素尺寸越大，它在弱光下的表现就越好。例如，SiOnyx 拥有专利技术，可增强对近红外 (NIR) 波长的灵敏度，从而提供更好的弱光性能。由于其专利技术和更大的像素相结合，其 CMOS 传感器可产生极其出色的低光性能。

夜视的替代品是热成像仪。热像仪不是寻找要放大的光，而是通过微测辐射热计检测红外辐射，微测辐射热计会根据温度改变电阻。这种电阻变化可以通过数千个微测辐射热计像素测量并转换为可视图像。所有物体都会发出一定程度的热红外光；物体越热，它发出的辐射越多，光线对每个辐射热计的电阻的改变就越多。

分辨率通常远远落后于当前的夜视设备，但目标检测范围通常更大。通常是分辨率越高，设备的能力越强，成本也越高。由于分辨率低于模拟或数字夜视设备，热成像仪更难以识别物体细节和景观。此外，如果场景中的所有对象都处于相同的温度，则它们之间的对比度非常小。

在夜视市场的众多产品线中，有一些产品声称允许用户在黑暗中看到。

在条件好的情况下，这些设备可以提供与配备夜间模式的室内家庭安全摄像头相似的性能。要在弱光环境中产生准可见光图像，需要借助外部红外照明器或过滤光源辅助使用。即便如此，图像也只能在非常近的距离内辨别出来，并且通常在具有浅色反光墙的小房间范围内最有效。

在弱光或者无光条件下，即使借助人造光源，这些设备也能提供极其有限可见范围，并且会受到过多的、模糊图像的电子噪声的影响。任何超出其泛光照明器距离的东西都将无法识别。

虽然这些设备使用数字传感器，但不应将它们与配备 CMOS 的高质量数字夜视设备混淆。